Прокатное стекло

     Окончание таблицы 2

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4 Выбор и обоснование технологического процесса

    Современный уровень производства лакококрасочной  продукции должен отвечать требованиям международных стандартов как по качеству производимой продукции, так и экологической безопасности производства.

    С этих позиций проводилось обоснование  предлагаемого технологического процесса производства белой эмали ПФ- 115. 

    Традиционные технологии производства эмалей основываются на пигментировании   растворов олигомеров (полимеров) в органических растворителях.

    Основными операциями технологического процесса производства эмалей являются: смешение пигментов (наполнителей), т. е. приготовление пигментной пасты; диспергирование пигментной пасты; составление эмали; очистка и фасовка эмали. Существующие технологические линии отличаются компоновкой отдельных технологических узлов и аппаратурным оформлением процесса.

    Приготовление пигментной пасты обычно проводится в специальных смесителях, выбор конструкции которых зависит от аппаратурного оборудования операции диспергирования. Так, если диспергирование ведут на валковых краскотерочных машинах, то для приготовления пасты используют смесители с z-образными или планетарными мешалками. В том случае, когда диспергирование проводят в бисерных диспергаторах, пасты готовят в быстроходных смесителях с дискозубчатыми мешалками (дисольверах). В случае же использования в качестве диспергаторов шаровых мельниц для приготовления пасты нет необходимости использовать специальный смеситель: ее готовят непосредственно в шаровой мельнице.

    При приготовлении пигментных паст используют полностью количество пигментов  и наполнителей, рассчитанное по рецептуре. Пленкообразующие вещества расходуются лишь частично.

    После диспергирования к пигментной пасте  добавляют оставшееся количество пленкообразователя и специальные добавки (сиккативы, пластификаторы и т. п.). Эта операция по существу и является процессом  составления эмали. Затем эмаль стандартизируют по вязкости и цвету добавлением растворителей и колеровочных паст.

     Для того чтобы  лакокрасочное покрытие имело красивый вид, эмаль не должна содержать даже единичных пигментных агрегатов,а  также посторонних загрязнений (пыли, волосков, волокон и т. п.), т.е.представлять собой однородную по консистенции массу. Попадание этих веществ в покрытие приводит к снижению его защитных свойств, поэтому эмаль обязательно подвергается тщательной очистке на фильтрах или центрифугах.

    Несмотря  на то что любой технологический  процесс производства эмали включает одни и те же основные операции, вести  его можно различными способами. Различают следующие варианты ведения  технологического процесса, приводимые ниже.

      В соответствии со способом цветных паст  диспергированию в растворе полимера (лака) подвергается вся смесь пигментов, предусмотренная по рецептуре; при этом получается пигментная паста, соответствующая по цвету приготовляемой эмали.

    По  другому способу каждый пигмент (или смеси пигментов одного цвета) отдельно диспергируют в лаке, в результате чего получают разноцветные однопигментные (или одноколерные) пасты, после чего их разбавляют (лаком, растворителем) до вязкости, близкой к вязкости готовой эмали, и только после этого смешивают в соотношениях, зависящих от цвета приготавливаемой эмали. Разбавленные однопигментные (одноколерные) пасты обычно называют однопигментными полуфабрикатными эмалями.

    В последнее время получил распространение  еще один способ производства эмалей - на основе белых базовых эмалей. По этому способу вначале получают одноколерную белую эмаль (так называемую «базовую») и затем на ее основе готовят цветные эмали добавлением к ней колеровочных паст (концентрированных или разбавленных).

     Преимущества  каждого из описанных методов проявляются в зависимости от номенклатуры производимой продукции. В частности, для производства белой эмали ПФ-115 наиболее подходящим следует считать способ однопигментных паст,так как данный способ

    - во-первых, обеспечивает более тонкую  колеровку готового продукта по сравнению со способом, в котором предусмотрено диспергирование смеси всех пигментов в лаке;

    - во-вторых,   позволяет максимально  интенсифицировать процесс производства;

    - в-третьих, предполагает гибкость  технологической схемы производства, что обеспечивает легкую замену морально устаревшего оборудования на современные аппараты, полностью закрытые, исключающие утечку летучих веществ, что способствует снижению расходных норм по сырью на единицу готовой продукции;

    - в четвертых, преимущество данного способа обусловлено также положительным решением вопросов экологической безопасности процесса за счет применения специального оборудования и замкнутой системы очистки технологических емкостей.

    Производство  белой эмали предполагает особую тщательность проведения операции диспергирования пигментов для получения однородной массы белого цвета, исключающей даже легкий намек на несоответствие требованиям нормативных документов к качеству товарного продукта.   

    При применении этого метода повышаются производительность труда и коэффициент использования оборудования, а также облегчаются автоматизация процесса и переход от выпуска эмали одного цвета к другому. Гибкость технологической схемы проявляется  также в приемлемой возможности перекомпоновки технологических узлов с целью замены морально устаревшего оборудования, а также ведении процесса в непрерывном режиме.

     Указанный способ при использовании новейшего  оборудования позволяет оптимально использовать затраченную энергию  по отношению к предварительному перемешиванию или диспергированию.

    Для первоначальной стадии процесса, представляющей смачивание порошкообразных материалов в растворе пленкообразователей  с последующим предварительным  диспергированием можно рекомендовать  специальное оборудование фирмы DIAF AS DIAMIX  [42].

    В наибольшей степени все эти преимущества проявляются при массовом производстве эмалей. Сущность предлагаемого  технологического процесса заключается в следующем.

      Приготовление базовой пигментной пасты производят на попеременно работающих быстроходных смесителях (дисольверах). При заполнении контейнера сырьем якорь вращается в том же направлении, что и мешалка диссольвера, что способствует тщательному перемешиванию пигментной пасты. Одновременно происходит полное смачивание порошкообразного сырья за счет автоматического движения перемешивающего устройства вниз и вверх в соответствии с повышающимся уровнем загрузки материала.

    По  окончании загрузки сырья направление  оборотов якоря меняется и становится противоположным вращению перемешивающего устройства. Лопасти якоря, имеющие специальную конструкцию, подают продукт на фрезу диссольвера, чем обеспечивается кинетическое перемешивание материала при диспергировании.

    Такая работа диссольверов обеспечивает непрерывную  работу бисерной мельницы. В диссольверы пигменты попадают из бункеров шнековыми дозаторами. Растворитель и лак поступают в дисольверы через дозировочные агрегаты. Составление эмали производят в смесителях. Отдельные компоненты эмали дозируют и подают в смеситель. Готовую эмаль очищают на фильтрах, через которые она прокачивается насосами, и направляют на фасовочный агрегат. 

5 Описание технологической  схемы производства

Производство  эмалевых красок включает следующие  технологические узлы и операции:

- хранение наполнителя, пигмента и связующего;

- дозирование наполнителя, пигмента, связующего;

- приготовление  базовой пасты;

-  хранение базовой пасты;

-  дозирование базовой пасты;

-  подача базовой пасты на растирание;

- растирание базовой пасты;

-  подача базовой пасты на приготовление эмали;

-  приготовление эмали;

-  очистка эмали;

-  складирование эмали;

-  разлив эмали в мерные емкости;

-  складирование готовой продукции;

      Для обеспечения непрерывного  производства эмалевых красок  необходимо наличие на складе  годового запаса сырья, в частности наполнителя (1), пигмента (2), связующего (3), доставка которого осуществляется железнодорожным транспортом. Через шнековые дозаторы (4,5,6) наполнитель, пигмент и связующее подаются в емкость (7) для приготовления базовой пасты.             Приготовление пигментной пасты  происходит в диссольверах (7).

    Дисольвер - быстроходный смеситель, выполняющий функции замесочных машин и состоящий из стального корпуса с крышкой, мешалки с приводом и снабженный стальной полутрубной рубашкой  (таблица 4).

    После подачи составных компонентов смесь  перемешивают до получения однородной массы.

    Технологической схемой предусмотрено промежуточное  хранение базовой пасты в емкости (8), откуда она с помощью дозирующего  устройства  (9)  подается  на растирание. Перемешанное густое тесто с помощью транспортера (10) поступает в бисерный диспергатор (11). Бисерный диспергатор предназначен для измельчения базовой пасты и  состоит из цилиндрического стального контейнера емкостью от 50 до 200 л (таблица ), снабженного водяной рубашкой, внутри которого вращается стальной вал с насаженными горизонтальными стальными дисками.

     Контейнер заполняется  обычно бисером - стеклянными шариками диаметром 0,6…2 мм. Мельницы выпускают также под названием «песочные дисковые мельницы», так как они часто вместо бисера заполнены песком с оплавленными гранями тех же размеров или стальными шариками диаметром 2…3 мм. Пигментная паста в смеси с бисером (1:1) подвергается диспергированию под действием центробежных сил, возникающих при вращении дисков. Продолжительность нахождения пигментной пасты в контейнере мельницы колеблется от 3 до 20 минут. При этом достигается высокая производительность.

      Составление эмали производят  в смесителях (13). Отдельные компоненты  эмали дозируются и попадают  в смеситель дозировочными агрегатами или транспортерами (12). Стандартизацию проводят также в смесителях. Готовую эмаль очищают на фильтрах (14), через которые она прокачивается насосами. Очистка эмалевой краски производится через многослойный фильтр из марли или из марли с ватой. Для очистки краски через марлю на сливную трубу смесителя навязывают мешок из нескольких слоев марли или марли с ватой. Краска подается насосом, проходит через фильтрующий мешок и поступает в приемный бак. Подачу краски в фильтровальный мешок регулирует рабочий-фильтровалыцик при помощи крана. Производительность такого фильтра 200 …250 кг/час. После очистки эмаль    направляется на складирование (15), откуда осуществляется ее розлив в мерные емкости (16), поставляемые на склад готовой продукции (17).

    Данные  об основном применяемом в данном технологическом процессе оборудовании представлены в таблице 4. 

     Таблица 5 -     Сводная ведомость оборудования